SU993428A1 - Устройство дл управлени шаговым двигателем с дроблением шага - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электро .технике, а именно к системам управлени  с шаговыми двигател ми, и может быть использовано в дискретных системах автоматического управлени .

Известно устройство дл  управлени  шаговым двигателем с дроблением шага, содержащее блок задани  программ , коммутатор, несколько сумма торов , счетчиков и триггеров, подключенных к фазным обмоткам шагового двигател  И

Недостатками данных устройств  вл ютс  сложность и большой объем аппаратуры.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  управлени  шаговым двигателем с дроблением шага, содер:Жащее распределитель импульсов, логические элементы И по числу фаз Д|йИгател , св занные выходами с входами усилителей мощности, коммутируюадиХ . фазы двигател , первыми входами с выходами распределител  импульсов, а вторыми входами - с пр мым и ии версным выходами блока дроблени  шага W .

Недостатками известного устройства  вл ютс  большой объем аппаратуры , обусловленный содержанием большого количества узлов со сложной логической структурой, н низка  tiaдежность , обусловленна  опасностью случайного нарушени  синфазности потактного функционировани  между распределителем импульсов и реверсивным делителем частоты при воздействии помех, что может привести к полному

10 нарушению нормальной работы всего устройства.

Цель изобретени  - упрощение устройства и повышение его надежности.

Поставленна  цель достигаетс 

15 тем, что в устройстве дл  управлени  шаговым двигателем с дроблением шага/ содержащем распределитель импульсов, логические элементы И по числу фаз двигател , св занные выxoдa ol свхо20 лам  усилителей мощности, коммутирующих фазы двигател , первыми входами - с выходами.распределител  импульсов ,- а вторыми входами - с пр мым и инверсным выходами блока дррб25 лени  шага, последний снабжен реверсивным двоичным счетчиком, логическим элементом ИЛИ, мультиплексором нескольких каналов на один и формирователем единичного адресного кода,

30 вь1ходы которого подключены к адресHbjM входам мультиплексо-.,,, подключенного пр мым и инверсным выходами ко ВТОР.ЫМ входам элементов И, а управл ющими входами -- к выходам всех разр дов реверсивного счетчика, соединенного выходами переноса и эаема с входами элемента ИЛИ, подключенного своим выходом к тактовому входу распределител  импульсов и входу реверса счетчика. Данное выполнение устройства поз вол ет упростить схег«{у за счет использовани  меньшего количества составных узлов с более простыми логическими структурами и одновременно повысить надежность работы за счет введени  жесткой синхронизации между отдельными его составными узлами На чертеже приведена функциональна  схема устройства применительно к четырехфазному шаговому двигателю Устройство содержит реверсивный распределитель 1 импульсов, двухвхо .довые логические элементы И 2 по чис лу фаз двигател , св занные выходами с нходами усилителей 3 мощности, коммутирующих фазы 4 шагового двигател  , а первыми входами - с выходами распределител  1, блок 5 дроблени  шага, подключенный пр мым и инверсньтм выходами ко вторым входам элементов И 2, вз тых через один. Блок Яроблени  шага включает в себ  реверсивный двоичный счетчик б, выходы эаема и переноса которого через логи ческий элемент ИЛИ 7 подключены к его входу автоматического реверсировани  и одновременно к тактирующему входу распределител  1, а входы тактировани , установки в исходное состо ние и ручного реверсировани .к соответствующим шинам управлени  , Уст,О, Реверс, формирователь 8. единичного N-1 канального адресного кода и мультиплексор 9 N+1 канала на один, где N - коэффициент дроблени  шага. Управл ющие входы мультиплексора 9 подключены к выходам всех разр дов двоичного реверсивного счетчика б, первый адресный вход - к шине единичного логического уровн ,, N-1 адресных входов к выходам формировател  8 единичного адресного кода, N+1 адресный вход к шине нулевого логического уровн . Вход формировател  8 единичного адресного кода подключен к шине TB/ на которую от внешнего г-енератора (не показан) поступают импульсы высокой частоты. Пр мой Q и инверсный Q выходы мультиплексора 9 подключены ко вторым входам элементов И, вз  тых через один. Устройство работает следующим образом , В первоначальном состо нии на шину Уст,О подаетс  сигнал установки в исходное состо ние. При этом реверсивный двоичный счетчик 6 устанав-. ливаетс  в нулевое исходное состо ние, а распределитель 1 - в положение, при котором в единичном логическом состо нии находитс  перва  половина его выходов, например, дл  четырехфазного двигател  - выходы Вых,1 и Вых,2, В соответствии с требуемым направлением .вращени  к шине Реверс прикладываетс  единичный или нулевой уровни потенциалов. При этом в соответствии с первоначальным нулевым кодовым набором на выходах счетчика б и на управл ющих входах мультип51ексора 9 выбираетс  первый адресный вход мультиплексора, подключенный к посто нному единичному уровню. Это приводит к по влению единичного уровн  на пр мом Q выходе мультиплексора 9, и нулевого на инверсном Q выходе, В результате взаимодействи  этих сигналов с единичными сигнашами на выходах Вых.1 и Бых.2 распределител  1 на выходе элемента И 2 первого канала создаетс  единичный уровень. Усилитель 3 мощности первой фазы 4 двигател  обеспечивает при этом протекание в ней номинального тока 1м , , В течение всего периода функционировани  устройства на N-1-выходах фор /1кровател  8 непрерывно вырабатываютс  высококачественные пр моугольные сигналы с одинаковым периодом, но с различной дискретной скважностью. Это осуществл етс  благодар  поочередному (в такт поступлени  высокочастотных импульсов на шину формированию на его выходе наборов единичного . кода, представленных, например , дл  случа  в таблице. Коды на выходах формировани  Так, при коэффициенте дроблени  шага N на его первом выходе вырабаты Баютс  периодические сигналы со скважа на последующих его выностью ходах - сигналы со-скважност ми тгN .. N. ТП7 При .поступлении на шину Тщ, первоготактирующего импульса низко частоты в счетчике б записываетс  единица и, в соответствии с этим, выбираетс  второй .вход Вх.2 мультиплексора 9. При этом периодически высокочастотные сигналы с первого выхода формировател  8 со скважност jj поступают на пр мой выход муль типлексора 9 и со скважностью N ,на его инверсный выход. Эти сигналы :проход  через элементы И 2 к усилител м 3 мощности, создают токи вели IH - В первой фазе и -t - во второй фазе. Во втором такте поступлени  им .пульса на шину Тщ,. в счетчике б .записываетс  цифра два и, в соответ 1С5ТВИИ с этим, выбираетс  третий вхо Вх.З мультиплекстора 9. При- этом периодические высокочастотные сигна лы со второго выхода формировател  со скважностью поступают, на пр мой выход Q мультиплексора 9 и со скважностью - на его инверсны выход Q. Эти сигналы создают ток ве Ы - 95 личиной -  . I f, В первой . тг во второй фазе. В последующих тактах поступлени  импульсов на шину Тц,, происходит дальнейший пересчет импульсов в сче чике б и поочередна  выборка последующих входов Вх..N мультиплексора 9. В соответствии с этим от формировател  8 на пр мой выход мультиплексора 9 поочередно выдаютс Ы N сигналы со скважностью тггт ггг1 « N, а на его инверсный выход Q N-Я N-4 сигналы со скважност ми -тт, ТТ ° приводит к ступенчатому уменьшению тока -- I , тг первой фазе 1м , ij- I , и его увеличению ст . N-2, N-1 н - во второй IT Н 1Г фазе. В последнем N-OM такте этого полуцикла функционировани  устройства на выходе счетчика б формирует- с  максимальный код, эквивалентный его коэффициенту пересчета. При этом выбираетс  последний ()-й вход мультиплексора 9, в результате которого на его пр мом Q и инверсном Q вых:одах возникают соответственно нулевой и единичный уровни. Одновременно с этим на выходе переноса счетчика 6 формируетс  единичный сигнал, который через логический элемент ИЛИ 7 поступает на тактовый вход распределител  1 и измен ет его состо ние . Начина  с этого момента, единичные уровни подаютс  на Вых.2 и Вых.З распределител  1. Одновременно по цепи обратной св зи через элемент ИЛИ 7 на вход автоматического реверсировани  счетчика б поступает единичный сигнал, измен ющий первоначальное направление пересчета. Этим завершаетс  первый полуцикл функционировани  устройства, при котором тактов поступлени  импульсов нашину Тцу,)( первых двух фазах 4 двигател  осуществл етс  линейное N-ступенчатое изменение .тока (уменьшение в первой фазе и одновременное увеличение во второй фазе). Ступенчатое изменение тока в смежных фазах двигател  приводит к ступенча- тому повороту суммарного вектора электромагнитного момента и, соответственно , ротора. В результате ротор отрабаФьшает N дробных шагов, .величиной -|р , где cijj- величина основного шага. Второй полуцикл функционировани  устройства аналогичен рассмотренному с той лишь разницей, что счетчик б работает в режиме обратного пор дка пересчета (на вычитание) и в соответствии с этим выборка адресных входов мультиплексора 9 происходит также в обратном.пор дке. Это приводит к линейно-ступенчатому уменьшению тока во второй фазе и его линейно-ступенчатому увеличению в третьей фазе В такт обнулени  счетчика 6 на его выходе заем вырабатываетс  импульс, который по цепи обратной св зи автоматически мен ет его направление пересчета и переключает распределитель 1 в другое состо ние. Последуклдае циклы работы устройства происход т аналогично описанному первому циклу. : Реверсирование предлагаемого устройства осуществл етс  путем измене-: ни  ранее приложенного на шине Реверс логического потенциала на обратное . При этом измен ютс  на .обратные описанные вьаае процессы изменени -кодов переклшченир в распределителе 1, с.четчике б и мультиплексоре 9

Частота формировани  высокочастотных на выходах мультиплексора 9 выбираетс , исход  извеличины электромагнитной посто нной времени двигател , чтобы обеспечить допустимые пульсации тока при осуществл емой широтно-импульсной модул ции фазных напр жений.

Коэффициент пересчета счетчика 6. выбираетс  в соответствии с заданным коэффициентом дроблени  шага N по формуле К N + I, а его разр дность - по форйуле п

.

В соответствии с этим чисво управл ющих входов мультиплексора 9 выбираетс  равным п, число его адресных входов - равным N+1, а число выходов формировател  кода 8 - равным .Nri. .

Claims (2)

1. Авторское свидетельство СССР № 601666, кл. G 05 В 19/40, 1978. .

2. Авторское свидетельство СССР по за вке № 2956970/29-07, кл. Н 02 Р 8/00, 198D.